高温抗盐降滤失剂SPX树脂

深井和超深井越来越多,对钻井液抗温抗污染能力的要求也越来越高,这样就需要抗高温抗污染的降滤失剂,根据降滤失剂在使用过程中存在的高温增粘和遇到金属离子污染增粘的问题,从研究降滤失剂的分子结构出发,通过苯氧（基）乙酸与苯酚,甲醛发生缩聚反应同时磺化,合成出磺化苯酚／苯氧（基）乙酸／甲醛树脂（简称SPX树脂）,室内实验以在180℃下老化16h后的8％二级钠膨胀土钻井液为研究对象,评价了SPX树脂的抗盐性,抗温性,复配性能,高温高压滤失性能及其对表观粘度的影响等,结果表明,SPX树脂单独使用就具有抗饱和盐,抗高温,非增粘降滤失的作用,而且降滤失效果良好,与SMC和SMK有良好的复配效果,SPX树脂已成功地在中国原油田得到应用。     

新型抗高温降粘剂JN-1研究

以十二烷基磺酸钠、甲醛、丙烯酰胺、马来酸酐为原料,通过缩合反应、接枝共聚、金属络合与磺化处理,室内合成了新型的水基钻井液处理剂JN-1。并对其进行室内钻井液性能评价,结果表明,0．5％的该降粘降滤失剂可使淡水膨润土基浆的表观粘度下降42％,API滤失量下降49％,动切力下降80％;可抗NaCl达5％,可抗CaCl2达1．0％;在室温-200℃下24hD态老化试验中,该降粘降滤失剂的抗温性能均较优。     

用花生壳提取物制备钻井液降滤失剂

用花生壳提取物与苯酚、甲醛、亚硫酸盐等经浓缩聚集、磺化工艺制得了一种钻井液降滤失剂。初步评价了合成产物与钻井液配伍的降滤失性能。结果表明，这种降滤失剂具有良好的抗温、抗盐及高温高压降滤失效果。     

对磺化酚醛树脂生产应用的认识

以实验数据为基础,讨论了磺化酚醛树脂在生产、应用中及其改性产品出现的问题,提出磺化酚醛树脂的发展方向应该是改变磺化酚醛树脂分子结构,使磺化酚醛树脂在淡水钻井液中高温老化后不增粘,单剂在盐含量高、高温老化后就具有良好降滤失效果,在盐含量低、老化温度低时也有良好的降滤失效果。     

水基钻井液用抗高温降滤失剂的合成与性能评价

钻井液用降滤失剂在高温、盐水等复杂环境下失效是深井、超深井钻探开发过程中遇到的突出问题。采用丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为原料,合成了水基钻井液用抗高温降滤失剂JLS200,并对其进行了红外光谱和热重分析,评价了其在钻井液中的性能。结果表明,所合成的抗高温降滤失剂热稳定性好,抗温达200℃,抗盐至饱和;在KCl钻井液中具有良好的配伍性,滤失量低、流变性好,加入1% JLS200后,200℃老化后的API滤失量由12 mL降至3.2 mL,高温高压滤失量由54 mL降至15 mL,高温老化前后钻井液黏度和切力变化不大。该钻井液用降滤失剂具有较好的应用前景。      

抗高温降滤失剂磺化羟甲基苯酚的合成与室内评价

抗温达180-200℃的磺甲基酚醛树脂（SMP）降滤失剂,在215℃发生明显降解,不具备在高温下降滤失和改善钻井液流变性的能力。因此,在碱性条件下,用一步法合成出了甲阶磺甲基酚醛———磺化羟甲基苯酚（含低聚物）。室内研究结果表明：在反应过程中,加成反应优先于磺化反应,在苯酚与亚硫酸氢钠的物质的量比为1的前提下,适当过量的甲醛能增加产品的羟甲基含量,并且产物在215℃、pH值为9-12的苛刻环境下应用不交联;作为钻井液降滤失剂,磺化羟甲基苯酚（含低聚物）的抗高温性能优异,用其配制的钻井液流变性得到明显改善,高温高压滤失量随产物中羟甲基含量的增加而降低,优于SMP-1。     

反相乳液聚合法制备改性淀粉降滤失剂及其性能

为克服水溶液自由基聚合制备改性淀粉降滤失剂存在的凝胶化问题,遵循钻井液抗高温处理剂的设计思路,采用反相乳液聚合法将淀粉与含有酰胺基/磺酸基/苯环的3种单体AM、AMPS、NVP进行接枝共聚,合成了一种新型高温抗盐抗钙降滤失剂ESt-g-NAA。首先,采用正交实验确定了反相乳液聚合的最优合成条件为:反应温度为60℃,单体物质的量比为n_NVP:n_AM:n_AMPS=1∶2∶3,亲水亲油平衡值为5。其次,对ESt-g-NAA在3%膨润土基浆中的抗高温、抗盐和抗钙降滤失效果进行了评价,结果显示:100～180℃老化16 h后,含3% ESt-g-NAA钻井液的滤失量可控制在7.6～15.2mL之间,且ESt-g-NAA钻井液的高温滤失量始终低于相同加量的水溶液聚合产物WSt-g-NAA。ESt-g-NAA显示了极强的抗盐和抗钙能力,在150℃老化16 h的饱和盐水钻井液中,滤失量仅为5 mL;含（0.5%～20%）CaCl₂的钻井液在150℃老化后滤失量控制在5.0～15.5 mL,170℃老化后可抗钙10%,但180℃老化后抗钙性能大大降低。最后,通过分析ESt-g-NAA对基浆中黏土粒度分布的影响,以及泥饼的显微观察,揭示了ESt-g-NAA的控制滤失机理。      

AMPS/HMOPTA/AM共聚物降滤失剂的合成及性能

采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺共聚，合成了一种抗高温抗盐降滤失剂，考察了合成共聚物对钻井液的降滤失效果。结果表明，合成共聚物在淡水钻井液、盐水钻井液、饱和盐水钻井液、复合盐水钻井液、含钙盐水钻井液及现场钻井液中均具有良好的降滤失作用。当共聚物在新濮1-153井浆中用量为1．0％时，基浆的滤失量分别从老化前后的43mL和92mL降至4mL和7mL。抗高温、抗盐尤其抗高价离子污染能力强，防塌效果好。共聚物用量为0．5％时，页岩滚动回收率试验中，相对回收率达96％以上。     

抗高温钻井液降滤失剂的评价及其作用机理

以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、聚丙烯酰胺和对苯乙烯磺酸钠为原料合成了新型抗高温钻井液降滤失剂PAASD,利用FTIR、1H NMR、泥浆失水仪等方法对PAASD进行了表征并研究了其流变性能和降滤失性能。表征结果显示,合成的PAASD为目标产物,具有良好的增黏性和耐温抗盐性能。PAASD钻井液具有良好的耐温抗盐性能和抗钙侵能力。在三磺化(SMP-1/SMC/SMK)钻井液体系加入PAASD后,在150℃、3.5 MPa下的高温高压滤失量为16.2m L,说明PAASD与三磺化钻井液体系具有良好的协同增效作用。PAASD在高温含盐的钻井液中可对黏土颗粒进行有效吸附,增强了黏土颗粒在高温含盐环境中的水化分散能力。     

抗高温微交联聚合物降滤失剂的制备与性能评价

为提高聚合物降滤失剂耐温抗盐性和与高密度高固相深井钻井液体系的配伍性,以自制的六烯基单体TDED为交联剂,与丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)进行自由基共聚反应,制得微交联共聚物降滤失剂PTAPN。通过红外光谱仪表征了产物结构,研究了PTAPN的抗温耐盐性及与不同密度钻井液的配伍性。结果表明,产物分子结构与设计相符。PTAPN在高温、高矿化度环境中具备良好的降滤失性能。加入2%PTAPN后,淡水与复合盐水基浆240℃老化前后的黏度增加,滤失量大幅降低。PTAPN与不同密度水基钻井液的配伍性良好,可有效控制密度为2.30 g/cm3的加重钻井液在高温环境中的流变性与滤失量。当老化温度为240℃时,加重钻井液的API滤失量与高温高压滤失量分别为2.6 mL和12.6 mL,远小于含常规线性聚合物降滤失剂的钻井液。PTAPN适于作为高温高密度钻井液体系的降滤失剂。     

耐高温钻井液降滤失剂的研究

以苯酚、对氨基苯磺酸、甲醛为原料,合成了与磺甲基酚醛树脂（SMP）具有相似分子结构的降滤失剂对氨基苯磺酸盐酚醛树脂。通过单因素实验确定了合成降滤失剂的最佳工艺条件：单体总含量（质量分数）35％,n（对氨基苯磺酸）：n（苯酚）=1：1．5,n（对氨基苯磺酸＋苯酚）：n（甲醛）=1：1．25,反应体系pH值9-10,反应温度90℃,反应时间4．5h。合成的降滤失剂在淡水泥浆中的适宜加量为5％。用该降滤失剂配制的钻井液具有良好的降滤失效果,耐温能力可达180℃。     

两性磺化酚醛树脂ASP-1的研制及性能评价

制备了一种两性磺化酚醛树脂ASP-1，对其钻井液性能进行了评价。结果表明，两性磺化酚醛树脂ASP-1比磺化酚醛树脂SMP-1具有更好的降滤失性、防塌性、水溶性和抗温抗盐，而且与SMP-1成本相当，是一种较好的高温防塌降滤失剂。     

一种耐高温交联淀粉钻井液降滤失剂的制备与评价

针对常规钻井液降滤失剂耐高温性能不足的缺点,以玉米淀粉为原料,以三偏磷酸钠为交联剂,采用交联反应的方法,合成了一种耐高温的交联淀粉钻井液降滤失剂,并采用六速旋转黏度计、泥浆失水测定仪等设备评价其性能。实验结果表明:采用三偏磷酸钠为交联剂制备的交联淀粉具有良好的耐温性能,当钻井液中交联淀粉质量分数为1.5%时,在160 ℃的条件下仍具有较好的降滤失性能,API滤失量为11.0 mL,黏度为33.5 mPa·s,与羧甲基淀粉降滤失剂相比,该降滤失剂抗高温效果明显,且不增黏。在西南油田元坝区块某评价井应用结果表明,在150 ℃条件下有效降低了钻井液的滤失量,同时控制了钻井液黏度,提高了钻井液整体耐温性能,现场应用效果良好。该研究成果对交联淀粉钻井液降滤失剂的制备具有一定的参考价值。     

硅氟钻井液的研究与应用

为解决钻井施工中深部地层或复杂地层的井壁稳定、高温老化、抗盐抗钙和油层保护等技术问题，开展了以硅氟产品SF260、SFJ-1、SKHM为主剂的新型抗高温、抗盐，抗钙钻井液的研究．并对SF260和SFJ-1进行了综合评价及与同类处理剂的对比试验，针对盐膏层和泥页岩地层特点，优选出了硅氟聚磺钻井液配方。室内试验表明，SF260具有很好的抗高温、抗盐、抗钙的性能．降粘效果明显；SFJ-1能满足深井抗高温钻井施工要求，是一种良好的深井抗高温降滤失剂；SKHM具有良好的抑制泥页岩水化分散作用；硅氟钻井液转型较容易。现场应用表明，硅氟钻井液抗温能力强，流变性能稳定；具有良好的抑制性、膨润土容量限高，岩屑代表性强．保证了地质取全取准资料；具有良好的抑制防塌能力，缩短了钻井周期和油气层的浸泡时问，较好地保护了油气层，完井各项作业顺利。     

一种用于正电胶钻井液的抗高温抗盐降滤失剂

介绍了一种与正电胶钻井液配伍的降滤失剂,分析了它的反应机理,并对该产品的性能进行了评价。结果表明,该产品对正电胶钻井液的流变性影响很小;抗盐性能好(抗15％盐),并具有一定的抗高温分散和抗热解能力。     

抗高温淀粉降滤失剂的合成及其性能

以六甲基二硅氮烷、苯基有机胺、羧甲基淀粉(CMS)、3-氯-2-羟丙基磺酸钠等为主要原料,制备出抗160℃高温的钻井液用淀粉降滤失剂(HTS)。采用FTIR和DT方法分析了HTS的结构及其热稳定性。表征结果显示,CMS结构上引入了苯基阳离子、有机硅官能团及磺酸基团;HTS的热分解温度为232℃。考察了HTS的淡水钻井液性能、抗高温性能以及耐盐性能。实验结果表明,HTS具有良好的抗高温性能,含HTS的淡水钻井液在160℃滚动16 h前后降滤失性能均优良,且钻井液的流变性能变化较小,与传统的改性淀粉降滤失剂相比,抗高温能力提高近40℃;无论在NaCl含量为4%(w)还是8%(w)的盐水钻井液中,HTS的降滤失性能都较好,说明磺酸基因的引入可提高降滤失剂的耐盐性能。     

降滤失剂作用机理研究——对滤液粘度和滤饼渗透率的影响

测定了加入各种降滤失剂的不同钻井液体系的滤液粘度,并对静滤失量与滤液粘度平方根倒数的关系及滤饼形成之后静滤失量与其倒数的关系进行了作图分析。认为淀粉类、NH_4—HPAN和SMP—1主要是通过形成优质滤饼、降低其渗透系数实现降滤失功能,而CMC类则是通过大幅度提高滤液粘度及使滤饼脱水、变得更加薄且致密来实现降滤失功能。     

钻井液用降粘降滤失剂MGBM-1的研制

以木质素磺酸盐为主要原料，通过甲醛缩合反应，烯类单体接枝共聚合反应，金属离子络合反应及磺化剂磺化反应等一系列化学改性处理工艺，合成了兼具降粘，降滤失作用的新型钻井液处理剂MGBM－1，室内性能评价结果表明，MGBM－1具有明显的降粘和降滤失效果，在其加量为0．5％时，表面粘度下降50％，滤失量下降51％，动切力下降80％，静切力下降幅度更大；抗盐能力优于FCLS，具有较好的热稳定性，岩心滚动回收率高于FCLS。并从分子作用基团角度对MGBM－1的作用机理进行了探讨。